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1 LABORATOIRE COMPOSITION DES BÉTONS POUR LA FABRICATION DES PAVÉS Données de base Auteurs : Claude REBITZER - Jacques BRESSON Modification par rapport à la précédente édition de septembre 1993 : modification de forme uniquement L'objet de la présente fiche est de fournir les données nécessaires au choix des compositions de béton pour la fabrication des pavés (pavés bicouches : bétons de masse et de parement ; pavés monobéton : un seul béton). Ces données de base sont utilisées avec la «méthode CERIB» développée dans la Fiche 115. Elles résultent de la synthèse des connaissances actuelles sur les compositions des bétons adaptées à l'industrie du béton. Elles comprennent : Des données générales nécessaires à la phase d'analyse des données (phase 3 de la Fiche 115). Elles concernent : - les performances demandées aux produits, - les caractéristiques demandées au béton frais (compte tenu des techniques de production utilisées), - les exigences concernant les matières premières, - les dosages (fourchette ou moyenne) pour le ciment et pour l'eau (en pourcentage par rapport au total sec). Le fuseau optimal du mélange concerné (mélange des granulats sans ciment). Dans le cas des pavés, les données générales de base (résumées en haut des trois fuseaux présentés dans cette fiche) sont indiquées ci-après. PERFORMANCES DEMANDÉES AUX PRODUITS Il s'agit des caractéristiques géométriques : dimensions, tolérances ; des caractéristiques physiques : texture et absence de défectuosités de la face de parement, absorption d'eau, comportement des pavés vis-à-vis du gel-dégel et des sels, résistance à l'abrasion et des caractéristiques mécaniques : résistance au fendage au délai de livraison. Les spécifications minimales sont définies par les normes françaises : NF P Pavés en béton de juillet 1988, NF P Pavés structurés en béton d'août 1994 et NF P Pavés jardin en béton de décembre 1989 (qui seront remplacées ultérieurement par la norme européenne «Pavés en béton» pr EN 1338). Dans le cas de pavés monobéton, un seul béton doit permettre de répondre à toutes les spécifications. Dans le cas de pavés bicouches, les deux bétons conjuguent leurs rôles : Le béton de parement conditionne la résistance à l'abrasion et au glissement, ainsi que la durabilité de l'aspect dans le temps. Il constitue une épaisseur minimale de 5 à 10 mm ; une épaisseur minimale de 4 mm est imposée dans le projet européen. Le béton de masse apporte essentiellement la résistance mécanique. CARACTÉRISTIQUES DEMANDÉES AU BÉTON Les pavés sont généralement fabriqués sur des presses vibrantes à grande cadence avec des durées de cycle comprises entre 12 et 25 secondes. Les bétons sont fortement compactés sous l'effet d'une vibration puissante et de la compression par le pilon. Après démoulage immédiat, les pavés sont durcis sur leur support de démoulage (planches, palettes) pendant environ 24 heures avant d'être stockés. Les caractéristiques demandées au béton frais sont indiquées ci-dessous. Pour les pavés bicouches Un béton de masse présentant une faible tendance à la ségrégation. Le mélange doit rester bien homogène et présenter une bonne aptitude au compactage de façon à obtenir une bonne cohésion au démoulage et une bonne résistance à l'état durci. La teneur en eau du béton de masse est généralement un peu plus élevée que celle du béton de parement. BP ÉPERNON CEDEX - FRANCE - Tél Fax Fiche 179 Janvier

2 Le béton de parement doit être suffisamment fin pour obtenir un bel aspect, il ne doit pas être collant afin de permettre un bon remplissage et éviter le collage au pilon lors du démoulage. Pour les pavés monobéton Une dimension maximale des gros grains limitée à 5 ou 6,3 mm pour obtenir un compromis satisfaisant entre l'aspect et la compacité du béton. Sa plasticité doit être plus régulière et ajustée (en agissant sur la teneur en eau et en fines) pour satisfaire à la fois une bonne aptitude au compactage et un faible collage au pilon. Elles sont liées aux performances et caractéristiques précédentes. Pour les gravillons et surtout les sables, il faut éviter la présence de grains en forme de plaquettes ou d'aiguilles. Les sables utilisés dans la composition du béton de parement doivent contenir peu d'éléments fins (inférieurs à 0,08 mm limités à 2 %) afin d'obtenir des bétons peu collants. La propreté des sables de parement doit être excellente, la valeur de l'équivalent de sable doit être supérieure à 85. Il faut aussi veiller à garder une bonne régularité de teinte des grains. La dimension maximale des grains D doit être proche de 3,25 mm pour obtenir un aspect de parement fin et proche de 5 mm pour obtenir un aspect grenu. Les sables adaptés à un béton de masse, ou à un béton unique (pavés monobéton), doivent être assez riches en fines, jusqu'à 0,16 mm. La partie basse du fuseau de mélange sable/gravillons doit être respectée. Dans le cas des pavés monobéton, la dimension maximale des grains est limitée à 5 ou 6,3 mm. Dans le cas du béton de masse, elle peut être augmentée jusqu'à 10 ou 12,5 mm afin de permettre, à résistance égale, une réduction du dosage en ciment. Des ciments à durcissement rapide et à résistance finale élevée sont préférables. Dans le cas de béton de parement, il faut éviter l'emploi de ciments très fins qui augmentent le collage au pilon. Pour obtenir des teintes claires ou pastel, il est nécessaire d'utiliser un ciment blanc ou un ciment gris, de teinte très claire et régulière. Des pigments synthétiques à base d'oxydes métalliques sont souvent employés. Leurs pouvoirs colorants sont élevés et la régularité de teinte assurée si les dosages sont précis. Le choix du ciment et de son dosage dépend des performances demandées, des conditions de production (durcissement et palettisation), des caractéristiques des granulats, de la teneur en éléments fins et de l'ajout éventuel d'un filler. Pour du béton de masse, il convient de rester dans une plage que l'expérience situe entre 13 et 16 % (par rapport à la masse totale de matières sèches - ciment compris). Pour une fabrication de pavés monobéton, il est préférable de choisir un dosage entre 14 et 18 %. Celui des parements doit se situer entre 15 et 20 % de façon à obtenir les performances nécessaires telles que résistances à l'abrasion et durabilité de l'aspect. La teneur en eau* du béton de parement doit être particulièrement régulière pour éviter le collage au pilon et obtenir des teintes constantes ; elle se situe généralement autour de 6,4 %. Si elle est trop faible, elle risque de conduire à des défauts d'aspect (fissurations) ou à une porosité excessive. La teneur en eau* d'un béton de masse se situe en général entre 6,4 et 7,5 %. Pour obtenir une résistance suffisante et limiter l'absorption d'eau, la teneur en eau doit être ajustée à sa valeur maximale compatible avec une faible déformation du pavé frais lors du démoulage et de la manutention. Les valeurs des teneurs en eau doivent, pour une production donnée, rester dans une fourchette très serrée : ± 0,4 % pour les bétons de masse ou les bétons pour pavés monobéton, ± 0,2 % pour les bétons de parement. Des adjuvants du type plastifiants, hydrofuges ou retardateurs de prise peuvent être utilisés et dosés entre 0,75 et 1,5% du poids du ciment. Les dosages en pigments sont définis par la teinte désirée : de 0,5 à 2 % du poids du ciment pour les teintes claires, et, de 2 à 5 % pour les teintes foncées. * La teneur en eau des bétons est exprimée en pourcentage pondéral par rapport au total des matières solides sèches (voir Fiche 132). 124

3 PERFORMANCES DEMANDÉES Aspect homogène et régulier. Durabilité de la teinte et de l aspect. Tenue au gel-dégel et aux sels. Résistance à l abrasion. Sable : de préférence roulé. Propreté : ESV > 85 Teneur en fines limitée (tamisat à 0,08 mm < 2 %). Teinte des grains régulière et stable. D proche de 3,25 mm si aspect fin. D proche de 5 mm si aspect grenu. Ciment : 15 à 20 %, éviter les ciments trop fins pour limiter l adhérence au pilon. Eau : 6,4 q 0,2 % en moyenne (si dosage trop faible : porosité, risques de fissuration). Pigments : 0,5 à 2 % du ciment pour teintes claires ; 2 à 5 % pour teintes vives. Forte compacité après compactage. Plasticité régulière. Faible collage. fuseau Ouverturesdestamisenmm 125 PAVÉS BICOUCHES : granulats pour béton de parement

4 126 PERFORMANCES DEMANDÉES Précision dimensionnelle. Absence de défectuosités (fissurations, déformations, arrachements). Résistance au fendage 4 MPa. Résistance au gel-dégel : coef. d absorption d eau 5,4 %. Sables : assez riches en fines pour respecter la partie basse du fuseau, roulés de préférence, si broyés attention à la forme des grains ; plaquettes et aiguilles à exclure. Gravillons : 6,3 mm D 12,5 mm, forme favorable : coefficient d applatissement A < 10 %, si ségrégation : réduire D. Ciment : 13 à 16 %. CPA ou CPJ classes 52.5 ou 52.5 R. Eau : valeur moyenne. 6,4 à 7,5 %, choisir val. max. à la limite de déformation du pavé frais. Adjuvant : plastifiant, 0,75 à 1,5 % du ciment. Faible aptitude à la ségrégation. Mélange homogène. Forte compacité après compactage. fuseau Ouverturesdestamisenmm PAVÉS BICOUCHES : granulats pour béton de masse

5 PERFORMANCES DEMANDÉES Aspect : absence de défectuosités (fissurations, déformations, arrachements). Résistance au fendage 4 MPa. Résistance au gel-dégel : coef. d absorption d eau 5,4 %. Sables : assez riches en fines pour respecter la partie basse du fuseau, roulés de préférence, si broyés attention à la forme des grains ; plaquettes et aiguilles à exclure. Gravillons : limiter D à 5 ou 6,3 mm. Ciment : 14 à 18 %. CPA ou CPJ classes 52.5 ou 52.5 R. Eau : 6 à 7 % en moyenne, choisir val. max. à la limite de déformation du pavé frais. Adjuvant : plastifiant, 0,75 à 1,5 % du ciment. Forte compacité après compactage par vibration et compression. Plasticité régulière. Faible collage au pilon. fuseau Ouverturesdestamisenmm 127 PAVÉS MONOCOUCHES : granulats pour béton